“十四五”期間,上海在推動長三角生態綠色一體化方面成果顯著,尤其在城市濱水空間治理領域,形成了一批可感可見的生態樣本。然而,生態網絡碎片化、治理效能不足等深層次問題依舊制約著區域協同的高質量發展。
展望“十五五”,AI技術正成為破解這些結構性難題的關鍵變量。一方面,智慧感知與數字孿生將為生態修復提供實時、精準、全局的數據支持;另一方面,算法驅動的智能治理、碳匯交易等新機制也正重塑濱水空間的價值體系。長三角有必要構建一套覆蓋全域的數字化治理框架,以“AI+濱水”為核心,推動生態價值從“景觀”走向“系統功能”。
“十四五”生態實踐:亮眼成績與深層矛盾并存
“十四五”期間,長三角一體化協同治理的制度創新取得了顯著突破。在跨省域協同治理方面,通過建立生態環境標準互認清單和水質聯合考核制度,太浦河流域水質實現歷史性提升。2024年示范區地表水Ⅲ類及以上斷面比例達98.5%(較2019年75%提升23.5個百分點),2025年太浦河核心段水質提升至Ⅱ類標準,入選生態環境部美麗河湖優秀案例。
在上海,黃浦江兩岸貫通工程同樣成果豐碩,上游累計建成82公里生態廊道,拆除沿江違建并恢復生態岸線,元蕩湖生態岸線占比從15%提升至80%。工程通過構建“濕地-森林-濱水”復合生態系統,使區域生物量密度提升37%,市民親水空間覆蓋率擴大至45%。
然而,成績背后,一些深層次的結構性矛盾和發展瓶頸亟待破解。一方面,生態修復系統性不足問題突出。部分河網仍存在水動力循環受阻問題,17條骨干河道枯水期生態基流保障率僅68%,低于國家80%的要求;另一方面,岸帶生態功能弱化現象明顯。根據2024年遙感監測數據,黃浦江核心段人工干預岸線占比仍達65%,導致水體自凈能力受限。
AI賦能“十五五”濱水“再自然化”的四大路徑
構建虛擬生態系統,用數字孿生重建感知能力
構建智慧感知體系。以數字化鏡像技術為基礎,建立覆蓋長三角示范區及黃浦江—蘇州河流域的生態環境監測體系。通過部署水質監測站點、無人采樣船及光譜遙感設備,實現高頻次數據獲取與全流域重點點位監測。例如,在黃浦江核心段沿岸布設智能視覺監測裝置,搭載AI圖像識別系統,可實時追蹤植被生長速率、鳥類棲息行為及入侵物種分布,為動態修復提供依據。
搭建數字孿生平臺。集成水質、氣象、地形、生物多樣性等多源數據,構建三維模型,搭建“數字孿生濱水空間”平臺。通過該平臺利用機器學習分析歷史水文數據,預測枯水期水位變化,并模擬不同補水方案對河道連通性的影響,為決策提供科學依據。
實現自動化閉環監測。利用無人采樣船配備多參數傳感器,自動采集水樣并分析重金屬、有機物含量,數據實時上傳至云端,形成“監測—分析—預警”閉環系統。此系統既能夠顯著提升生態環境監測的效率和精準度,還能有效降低人工成本和因環境問題帶來的經濟損失。
建立智能治理系統,實現從設計到調度的生態協同
提升智能設計能力。運用AI算法構建生態修復決策體系,試點黃浦江—蘇州河多目標協同優化平臺,統籌防洪、航運與生態保育需求。例如,針對黃浦江核心段防洪堤改造工程,系統通過輸入歷年水位數據、潮汐規律及生態修復目標,自動生成“軟硬結合”的岸線設計方案。
優化資源調度策略。利用機器學習模型分析歷史調水數據,識別生態流量閾值與航運需求的平衡點。例如,通過預測黃浦江航運淡季補水需求,協調太湖流域水源調度,減少高峰時段跨流域調水量。同時,推進智能農業灌溉系統,利用土壤濕度傳感器與氣象預報數據,動態調整灌溉計劃,在保障農作物需水的同時,將農業退水污染負荷降低。
探索生態價值轉化機制:實現生態修復的“可交易”
推動碳匯認證與交易。創建數字化濕地資源管理平臺,相關政府部門開發碳匯計量系統,試點青浦區濕地修復工程碳匯認證。例如,通過無人機高光譜遙感技術,量化濕地植被覆蓋面積與碳匯能力,并運用區塊鏈技術記錄修復過程,生成不可篡改的碳匯權益證書。該證書可進入上海環境能源交易所交易,推動生態產品價值市場化。
增設數字生態新體驗。在黃浦江沿岸打造“數字生態走廊”,融合AR技術、聲光裝置與沉浸式劇場。例如,楊浦濱江段通過虛擬現實技術復原歷史河道生態景觀,游客可通過手機APP查看當前水質參數與物種分布,同時參與“碳積分”游戲,通過低碳行為兌換生態體驗權益。
形成區域協同治理機制,實現跨域智能調度與共享
設立智能決策中樞。整合長三角三省一市政務數據,開發多目標優化模型,實現水利設施智能調控。例如,太湖流域防汛調度系統接入三省實時雨量、水庫水位及排水泵站數據,AI模型可自動模擬極端天氣下的泄洪路徑,并生成分區域、分時段的閘門啟閉方案,較傳統人工調度效率提升。
搭建數據共享平臺。建議上海市大數據中心主導搭建云端協同平臺,建立“數據目錄—權限分級—智能分撥”機制。例如,太浦河流域污染事件發生后,系統自動識別污染源屬地,向責任區域推送處置任務,并同步向上下游通報預警信息。此外,建議平臺引入AI輔助協商功能,通過分析歷史補償案例與生態指標,自動生成資金分配建議,推動生態補償從“按行政區劃”向“按修復實效”轉變。
以有效保障措施支撐“AI+濱水”可持續發展
第一,強化制度與標準創新供給。制定長三角濱水空間數字治理相關條例,明確AI數據采集規范與跨域共享機制,要求全流域水質監測站接入統一平臺。同時建立包含算法預測對比和第三方安全認證的“雙評估”體系。
第二,加大關鍵技術攻關力度。強化產學研合作,成立“濱水空間智慧治理聯合實驗室”,重點突破邊緣計算設備小型化、生物多樣性AI識別算法等技術瓶頸;并設立“智慧濱水空間”專項基金,優先支持智能感知網絡迭代升級,加強技術推廣。
第三,完善多元融資機制。引導綠色債券貼息貸款,吸引社會資本積極參與,并鼓勵互聯網企業通過“數據入股”模式參與智慧平臺建設。同時,設立“濱水數字化轉型基金”,對采用AI技術的企業給予研發費用補貼,并探索生態修復項目“使用者付費”機制,如在生態濕地周邊設置生態服務費,用于維護智能監測系統,形成可持續的運營模式。
“十五五”期間,AI技術與濱水空間治理的深度融合,將推動長三角生態保護從碎片化向系統化、從被動應對向主動預防、從行政主導向智慧協同的根本性轉變。這套“感知—決策—修復—價值轉化”的全鏈條解決方案,不僅將為長三角生態綠色一體化發展提供新路徑,也將為全國城市濱水空間的可持續開發樹立可復制、可推廣的示范樣板。
(本文作者蔡文博系華東師范大學城市發展研究院副研究員,陳薇系華東師范大學城市發展研究院碩士研究生,曾剛系華東師范大學城市發展研究院院長、終身教授。)
“長三角議事廳”專欄由教育部人文社會科學重點研究基地·華東師范大學中國現代城市研究中心、上海市社會科學創新基地長三角區域一體化研究中心和澎湃研究所共同發起。解讀長三角一體化最新政策,提供一線調研報告,呈現務實政策建議。
來源:蔡文博 陳薇 曾剛
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